《天然氣長(zhǎng)輸管道維修補(bǔ)強(qiáng)工藝技術(shù)研究》8900字（論文）

I天然氣長(zhǎng)輸管道維修補(bǔ)強(qiáng)工藝技術(shù)研究摘要我國的油氣資源分布不太均衡，東部地區(qū)的油氣資源儲(chǔ)量較少，西部的油氣資源儲(chǔ)量較為豐富，為了滿足東部地區(qū)居民對(duì)油氣資源的利用，就需要開展西氣東輸?shù)墓こ蹋艿肋\(yùn)輸就是油氣資源運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。長(zhǎng)輸管道在天然氣的運(yùn)輸中應(yīng)用相當(dāng)重要，但其在布設(shè)的過程中會(huì)與其他施工存在交叉，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，而且受到油氣資源等的腐蝕作用以及外部自然環(huán)境的影響，長(zhǎng)輸管道很容易出現(xiàn)破損和穿孔的問題，者會(huì)引發(fā)油氣泄露和爆炸的問題，因此，需要對(duì)管道采取維修補(bǔ)強(qiáng)措施。本文主要以中石化在川西的某一輸氣管道為例，分析玻璃纖維復(fù)合維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在其中給的應(yīng)用，并指出應(yīng)用的工藝和方法，最后對(duì)取得的經(jīng)濟(jì)效益給出評(píng)價(jià)。關(guān)鍵詞：天然氣；長(zhǎng)輸管道；維護(hù)加固；玻璃纖維增強(qiáng)技術(shù)目錄TOC\o"1-3"\h\u28275第1章前言 127046第2章國外管道維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù) 2243832.1局部及井口修復(fù)技術(shù) 2170342.2主體為聚烯烴材料的修復(fù)技術(shù) 280182.3基于熱固化樹脂的原位固化修復(fù)技術(shù) 3154092.4基于熱固化樹脂的原位固化修復(fù)技術(shù) 3139172.5基于液體凝固材料的修復(fù)技術(shù) 422064第3章天然氣長(zhǎng)輸管道的維修補(bǔ)強(qiáng)方法 524663.1焊接修復(fù)方法 5155453.2夾具類型維修補(bǔ)強(qiáng)方法 5267823.3纖維復(fù)合材料類型維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù) 619745第4章中石化輸氣管道維修補(bǔ)強(qiáng)工藝 8327574.1中石化輸氣管道腐蝕狀況分析 8152534.2玻璃纖維復(fù)合維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)簡(jiǎn)介 8278524.3玻璃纖維復(fù)合維修補(bǔ)強(qiáng)材料的厚度和層數(shù)計(jì)算 9193444.4設(shè)計(jì)修復(fù)工藝流程 10153554.4.1制定修復(fù)方案 10227264.4.2明確修復(fù)作業(yè)流程 10152864.4.3采取的修復(fù)施工方法 1073274.5修復(fù)作業(yè)過程 12316534.5.1現(xiàn)場(chǎng)開挖 12154944.5.2管體表面預(yù)處理 12303294.5.3填料的配置及涂覆 12203624.5.4補(bǔ)強(qiáng) 13311134.5.5保溫固化 13159074.5.5防腐 1316894第5章結(jié)論 1513602參考文獻(xiàn) 16第1章前言管道運(yùn)輸是油氣生產(chǎn)中非常重要的內(nèi)容，其質(zhì)量的高低幾乎關(guān)系到油氣工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，隨著我國油氣工程的不斷發(fā)展，管道運(yùn)輸也開始被重視起來，油氣管道也開始覆蓋在我國陸地下、大洋底。目前，世界上80%的石油輸管線和95%以上的天然氣管線都是通過管線輸送來實(shí)現(xiàn)的。通過石油管道的輸送，為國內(nèi)石油和天然氣的開發(fā)提供了便利，迄今為止已經(jīng)有一百多年的歷史，如今已成為我國武大運(yùn)輸方式之一。在石油天然氣輸送中，長(zhǎng)輸管線是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其與公路、鐵路、橋梁、河流、光纜、電纜的施工存在交叉，施工的安全性受到了極大的影響，若有管理不到位、監(jiān)督不到位、施工方法不當(dāng)?shù)葐栴}，將會(huì)進(jìn)一步降低天然氣運(yùn)輸?shù)陌踩?。天然氣本身是一種易燃、易爆的物質(zhì)，會(huì)造成管線的化學(xué)或電的侵蝕。而在我國，由于環(huán)境因素的作用，比如風(fēng)化、酸雨等，如果長(zhǎng)時(shí)間處于這種高壓、在高溫、高濕度條件下，長(zhǎng)距離輸送管線容易出現(xiàn)破損、穿孔等問題，嚴(yán)重影響了管線的正常使用，造成石油天然氣的泄露，從而引發(fā)中毒、爆炸或火災(zāi)等嚴(yán)重的危害。要保證石油和天然氣的安全輸送，提高天然氣管線的使用年限，必須對(duì)有問題的管線進(jìn)行強(qiáng)化處理。由于傳統(tǒng)的焊補(bǔ)工藝對(duì)操作的高技術(shù)要求和對(duì)明火的使用，在使用過程中若有電弧穿過管子，很容易引起管路中的液體泄露，從而導(dǎo)致管路發(fā)生爆炸，從而致使巨大的經(jīng)濟(jì)損害。所以，尋找一種高效、高效的管線維修技術(shù)來保證管線的安全運(yùn)行是非常有意義的。文章以中石化和中石油天然氣管道為實(shí)例，從介紹管道的基礎(chǔ)理論出發(fā)，對(duì)StrongPipe管道修復(fù)加固技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐，并對(duì)其應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估。第2章國外管道維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在國外，管線修補(bǔ)加固技術(shù)發(fā)展得比較快，現(xiàn)已較為完善，并產(chǎn)生了很多的維修補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)，這些技術(shù)大多由專業(yè)的管道修復(fù)企業(yè)發(fā)明，主要內(nèi)容有：以聚乙烯為主的修復(fù)技術(shù)、局部及井眼技術(shù)、液體凝固物質(zhì)技術(shù)、原位硬化技術(shù)、管道修復(fù)設(shè)備等。在新材料不斷研究和發(fā)展的過程中，這些技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并且開始被我國地區(qū)引進(jìn)，用于各種管道維修補(bǔ)強(qiáng)中。鑒于我國目前的施工技術(shù)還很落后，還有待進(jìn)一步的完善和革新，文章對(duì)管道新的防腐蝕技術(shù)進(jìn)行了歸納和分析，以期為有關(guān)的技術(shù)工作者和技術(shù)工作者帶來一些借鑒，從而使其在實(shí)際中得到更好的運(yùn)用。2.1局部及井口修復(fù)技術(shù)丹麥BJKTrading公司開發(fā)了比弗的局部維護(hù)裝置，該維修設(shè)備是以環(huán)氧樹脂為原料，以玻璃纖維為主要原料生產(chǎn)制造而成，在使用的過程中，先將一段襯層在放入管道，施加一定的蒸汽壓力，在促使管道膨脹的情況下，使得補(bǔ)強(qiáng)材料可以和管道充分貼合，維修時(shí)長(zhǎng)為1h左右。澳大利亞也研發(fā)了一種可以與維修管道緊密貼合的設(shè)備——PanelLok設(shè)備，該設(shè)備由PVC帶構(gòu)成，這種帶子的成型性能較好，采取的是螺旋纏繞的方式。這種設(shè)備在橢圓形、環(huán)形、周長(zhǎng)為900mm×600mm方形斷面、蛋型管道等的維修補(bǔ)強(qiáng)中應(yīng)用較為普遍。另外，英管道修理公司PMPLtd公司也開發(fā)了一套AMEX-10系統(tǒng)，它能修補(bǔ)管道的周邊裂紋、管道接頭的非挖掘等，并在應(yīng)用時(shí)通過不銹鋼圈的加壓來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張，形成一個(gè)小型的端面橡膠密封件，將管道的內(nèi)壁粘接后進(jìn)行修補(bǔ)。2.2主體為聚烯烴材料的修復(fù)技術(shù)此技術(shù)可分為以下幾種：1、折疊變形法。這種技術(shù)可以應(yīng)用到性質(zhì)為結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)管線進(jìn)行修補(bǔ)和加固，U形襯管一般沒有接頭，屬于HDPE管，在對(duì)其進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)方面，需要將其先變成U形后將內(nèi)襯送入管內(nèi)，這種材料具備較強(qiáng)的記憶性和延展性，可以在一定的物理作用下使得管道恢復(fù)原狀。應(yīng)用這種技術(shù)不僅可以節(jié)省工時(shí)，而且可以保障長(zhǎng)管的連續(xù)性，因此，沒有接頭。2、熱拔法。這種工藝是英國燃?xì)夤景l(fā)明的，它在建造時(shí)要求進(jìn)行加溫，它首先使用一個(gè)滾輪將襯管從模具里拉出來，之后對(duì)內(nèi)襯管分子鏈進(jìn)行重組，從而達(dá)到縮小管徑的作用，變形到位后，利用塑料長(zhǎng)分子原有結(jié)構(gòu)的記憶性使其直徑逐步回復(fù)至舊管道一樣大小及形狀。3、冷拔法。這種工藝是英國Subterra公司發(fā)明的，它是通過一個(gè)水力推進(jìn)設(shè)備，將塑料管推進(jìn)到一套滾軋機(jī)上，減小管子的直徑，并將其焊接成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的HDPE管。當(dāng)焊接達(dá)到一定長(zhǎng)度后，就采取現(xiàn)場(chǎng)冷軋的方式，從而使其直徑縮小后方便放入舊管內(nèi)。襯管就位后，對(duì)其施加一定的壓力，從而使得管道原有尺寸得到恢復(fù)，從而與舊管緊密配合。4、Trolining修復(fù)系統(tǒng)法。該法可以用于不同管徑管道故障的修復(fù)，由于高密度聚乙烯的內(nèi)襯具有更好的粒徑，便于組裝和變化，因此可以廣泛地用于各種管線的維護(hù)和加固。比如說，它的截面尺寸、形狀、分段的長(zhǎng)短，都是按照董總場(chǎng)所的要求來的。這種材質(zhì)的內(nèi)層被焊制成一個(gè)圓柱形HDPE組件，它由已存在的進(jìn)氣口插入破損的管子中，然后用一個(gè)特殊的灌漿機(jī)（也就是一種噴霧混合液），從而可以永久地把管道的內(nèi)壁緊固起來。2.3基于熱固化樹脂的原位固化修復(fù)技術(shù)在高溫下，由于紫外光能快速地進(jìn)行固化，所以它比傳統(tǒng)的感光材料的價(jià)格要高得多，特別是在大口徑的管子修補(bǔ)時(shí)，可以獲得更好的效率和更好的效果。盡管聚酷樹脂是最常見的原料，但也有不同種類的內(nèi)襯，從無縫高檔復(fù)合制品到針形的油氈等。工業(yè)污水管線維修體系能夠耐化學(xué)物質(zhì)和溫度，而壓力管線維修體系則采用十修補(bǔ)有內(nèi)部侵蝕和小孔的冷卻水和給水。按照CIPP工藝，利用水力對(duì)修補(bǔ)管道進(jìn)行倒置，再通過熱水進(jìn)行加熱固化，以上兩種修復(fù)方式均是應(yīng)用于此技術(shù)。2.4基于液體凝固材料的修復(fù)技術(shù)低壓管道系統(tǒng)的應(yīng)用范圍主要為此項(xiàng)技術(shù)，如污水排放系統(tǒng)、水管及燃?xì)夤艿赖?。其典型技術(shù)包括：擠壓涂覆修復(fù)技術(shù)、環(huán)氧樹脂及樹脂噴涂技術(shù)以及膠粘劑的施工技術(shù)。液相干固化管的維修技術(shù)以中小型管材為主要用途，它最大的優(yōu)勢(shì)在于可以采用任何直徑的管子或彎管，也可以在閥門、二通等場(chǎng)合進(jìn)行修補(bǔ)，而且不需大的工作坑。第3章天然氣長(zhǎng)輸管道的維修補(bǔ)強(qiáng)方法我國天然氣長(zhǎng)輸管道通常在生產(chǎn)1-2年內(nèi)出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象，不但導(dǎo)致天然氣泄漏，嚴(yán)重延誤了油氣工程施工進(jìn)度，造成了人力、材料及其他資源浪費(fèi)嚴(yán)重，會(huì)造成爆炸，環(huán)境污染嚴(yán)重。為確保天然氣長(zhǎng)輸管額長(zhǎng)使用壽命，保證天然氣安全輸送，長(zhǎng)輸管道維修補(bǔ)強(qiáng)要遵循APIPR管道修復(fù)手冊(cè)，使用焊接補(bǔ)板，焊接套筒（A型套管或B形套管），切割換管，機(jī)械裝夾，纖維復(fù)合材料的修補(bǔ)等。由于長(zhǎng)輸管道具有一定長(zhǎng)度和較長(zhǎng)的管徑，所以其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要對(duì)管道進(jìn)行必要的檢測(cè)和修補(bǔ)才能投入使用。天然氣長(zhǎng)輸管道修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)主要有焊接兩種方式、夾具及使用纖維復(fù)合材料的3種型式，其中焊接有堆焊，打補(bǔ)丁等、打套筒3種，夾具涵蓋有：夾具注環(huán)氧，所述纖維復(fù)合材料具有玻璃纖維復(fù)合材料的修補(bǔ)、碳纖維復(fù)合材料以及其他一些種類。3.1焊接修復(fù)方法所謂的焊接補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，其實(shí)就是通過對(duì)管線進(jìn)行焊接和強(qiáng)化，對(duì)已經(jīng)發(fā)生腐蝕的管線進(jìn)行金屬的焊接，從而保證管線原有的強(qiáng)度。在修理和修補(bǔ)工藝中，使用最多的是堆焊法。該方法是對(duì)管線中存在較小的缺陷進(jìn)行加固，并取得了較好的結(jié)果；而采用修補(bǔ)法進(jìn)行強(qiáng)力修補(bǔ)，則是對(duì)管線中被侵蝕的單一部位進(jìn)行加固修補(bǔ)，以保證管線本身的強(qiáng)度，保證管線的安全。對(duì)大口徑的管件，采用套管法進(jìn)行強(qiáng)修補(bǔ)，這種焊法的加固維護(hù)成本更低廉。一般情況下，焊接修補(bǔ)方法主要有以下幾種：1、堆焊。一般用于單點(diǎn)缺陷，這類缺陷為金屬損失量不大，方便焊接。2、打補(bǔ)丁。對(duì)于小型、多處的腐蝕，應(yīng)采用泄壓停氣使其壓降低至原設(shè)計(jì)壓力的三分之一，以保證檢修工作的順利進(jìn)行。但很容易引發(fā)氫脆事故的發(fā)生。3、打套筒。該方法對(duì)于管體大面積腐蝕的情況較為適用，施工時(shí)也需要就行降壓處理，降壓方式與打補(bǔ)丁的降壓方式類似，但不應(yīng)在濕度較大和氣溫較低的環(huán)境中進(jìn)行，也很容易導(dǎo)致引發(fā)氫脆事故的發(fā)生。這三種維修護(hù)技術(shù)在美國及歐洲都是被嚴(yán)令禁止的。3.2夾具類型維修補(bǔ)強(qiáng)方法夾具裝置的維護(hù)和加固是利用機(jī)械固定裝置修復(fù)管線的使用壽命。它的優(yōu)勢(shì)在于無需在使用中的管道上進(jìn)行直接的焊縫，從而可以防止發(fā)生氫脆、冷脆等危險(xiǎn)，但其施工設(shè)備及施工技術(shù)相對(duì)比較繁瑣，造價(jià)也比較高。1、該夾具裝置適合于石油和天然氣管道的緊急維修因?yàn)樗某杀竞芨?，尤其是?dāng)天然氣管道出現(xiàn)泄漏的時(shí)候，需要將管道中的氣壓降低到管道的三分之一，可以在下列情況中可以考慮采用該方法：2、管道機(jī)械損壞，例如，在確定沒有裂縫時(shí)，才可以采用。3、管道單點(diǎn)處的銹蝕明顯，大于管道的壁厚2~3倍。4、管道的臨時(shí)性修理與維護(hù)這種工藝是在套管技術(shù)上進(jìn)行了改良，其關(guān)鍵在于在套管中留有足夠的間隙以充填環(huán)氧膠，然后通過環(huán)氧膠將壓力傳給套管。3.3纖維復(fù)合材料類型維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)采用纖維復(fù)合材料修補(bǔ)技術(shù)，以高強(qiáng)度的光纖材料為基體，在服役管線外側(cè)涂敷一種復(fù)合材料進(jìn)行修補(bǔ)，從而達(dá)到恢復(fù)管線使用壽命的目的。其特點(diǎn)是無需在使用管線上進(jìn)行焊接，可防止發(fā)生發(fā)生氫脆、冷脆等危險(xiǎn)事件。這一維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)誕生于1990年，其最初在鋼制管道的維修補(bǔ)強(qiáng)中被利用，其使用的纖維材料有很高的強(qiáng)度，使用該材料補(bǔ)強(qiáng)后，利用粘結(jié)樹脂包覆在缺陷管道外面，從而使得缺陷管道的強(qiáng)度得到恢復(fù)，這一技術(shù)的使用，可以避免焊接修復(fù)等方式帶來的氫脆、冷脆等問題的發(fā)生，它所帶來的維修補(bǔ)強(qiáng)費(fèi)用是介于焊接與夾具維修方法間最劃算的，從而在國外得到了廣泛的利用。本文介紹的碳纖維增強(qiáng)工藝的主要特征如下：（1）能夠使鋼管的變形得到高效的調(diào)整；（2）碳素的大量形變；（3）具有較高的彈性系數(shù)，能夠與高粘性的樹脂結(jié)合，對(duì)環(huán)形和螺旋焊接進(jìn)行強(qiáng)化；（4）由于具有較高的柔性，濕法包覆碳纖維板在焊縫殘高、錯(cuò)邊嚴(yán)重的螺旋、環(huán)形焊縫中得到了廣泛的使用，同時(shí)也便于操作。（5）增強(qiáng)層的厚度不會(huì)增大，并且能夠保持較久的不變化狀態(tài)。（6）碳纖維復(fù)合材料的鋪層可以在軸向上進(jìn)行，也可以采用環(huán)狀或交錯(cuò)排列的方法，能夠較好地解決沿軸向大范圍腐蝕的問題。（7）該加固技術(shù)還可應(yīng)用于環(huán)形和螺旋焊縫的裂紋缺陷。1、纖維復(fù)合材料維修補(bǔ)強(qiáng)原理復(fù)合材料修補(bǔ)技術(shù)是利用復(fù)合修補(bǔ)材料與強(qiáng)力膠、填料等組成的復(fù)合修補(bǔ)層，將其包裹在破損的管壁上，并將其應(yīng)力傳遞至修補(bǔ)層，從而保證了管線的安全。2、纖維復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)路線選擇復(fù)合材料修理技術(shù)可劃分為濕包覆復(fù)合維護(hù)技術(shù)與預(yù)成形復(fù)合修復(fù)技術(shù)，兩者在結(jié)構(gòu)和裝配技術(shù)方面有以下不同之處：復(fù)合材料濕包覆技術(shù)是工人將玻璃鋼切割成薄片，然后就地與環(huán)氧復(fù)合。而在混合工藝中，作業(yè)者的技術(shù)水平、工作人員的責(zé)任心、工作環(huán)境等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的作用。即使是同樣出色的工人，第一次和第二次使用，效果也是天差地別。由于施工中存在著樹脂飽和度、玻璃纖維與樹脂的比例、維護(hù)層強(qiáng)度的一致性、玻璃纖維受壓方向的調(diào)整以及施工環(huán)境的不同等因素。而預(yù)制法的復(fù)合材料維護(hù)工藝則是通過采用電子級(jí)單纖和乙烯基樹脂等原料，在工廠內(nèi)進(jìn)行各種工藝參數(shù)的綜合處理，并對(duì)各因素進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)控?，F(xiàn)場(chǎng)的安裝很容易，只要稍微訓(xùn)練一下就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的施工。具有較好的抗張和彈性模數(shù)，在安裝時(shí)不會(huì)受到外界的影響。對(duì)于纖維復(fù)合物的修補(bǔ)，符合材料全新狀態(tài)下的抗拉伸強(qiáng)度必須大于310MPa，楊氏彈性模量應(yīng)大于3.4×104MPa，并通過權(quán)威部門長(zhǎng)期可靠的工程測(cè)試和分析，安裝質(zhì)量一致性好，常溫下材料固化時(shí)間小于等于3h。

第4章中石化輸氣管道維修補(bǔ)強(qiáng)工藝4.1中石化輸氣管道腐蝕狀況分析中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司現(xiàn)已在川西地區(qū)鋪設(shè)了直徑達(dá)2000多公里的各類集輸管道，包括Φ89-Φ377、Φ89、Φ377等，并在川西地區(qū)建立了一套由孝-新-合11個(gè)氣田組成的復(fù)合集輸管網(wǎng)體系，在該工程中，Φ159及以下的天然氣管線1075多千米，采用大直徑輸氣管，系統(tǒng)工作壓力為0.2~1.3MPa，設(shè)計(jì)壓力4MPa。川西天然氣管道主要干線為：金青、新青、黃金管線等。當(dāng)管線在鋪設(shè)后，因水、氧氣、酸性化合物等多種介質(zhì)的作用而引起的一系列的腐蝕，通常是指在潮濕的環(huán)境下，在潮濕的環(huán)境中所產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)。但在施工中，因施工場(chǎng)地、環(huán)境溫度、施工工藝等因素的影響，導(dǎo)致施工中管線的保護(hù)效果不能得到完全的保障。由此認(rèn)為，長(zhǎng)距離石油天然氣管線的腐蝕是由于工程質(zhì)量問題以及長(zhǎng)時(shí)間使用后的耐蝕性物質(zhì)的破壞所致。4.2玻璃纖維復(fù)合維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)簡(jiǎn)介本文選擇的是StrongPipe管道復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)最早用于航天科技及軍事工業(yè)領(lǐng)域，這一技術(shù)就是利用高強(qiáng)度的碳纖維布、粘膠、填料及固化劑等材料對(duì)管道進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)，適用于各種有缺陷的金屬管道，而且修復(fù)具備永久性，維修的過程中更不用停止輸送天然氣，從而不會(huì)影響到用戶的正常用氣，還會(huì)節(jié)省補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)中的人力、物力、財(cái)力。但不適合于直接維修，對(duì)于彎頭、T型接頭、變徑管和其他形狀零件比較適用，具有其他修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)的適用范圍如下：a<80%的直管段腐蝕缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。b<80%的彎頭、三通、變徑管腐蝕缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。c<40%的機(jī)械損傷缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。d金屬結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。補(bǔ)強(qiáng)材料的技術(shù)指標(biāo)如下表3-1所示。

表3-1玻璃纖維復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)材料技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目性能指標(biāo)遵循的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品組成300mm×50m高強(qiáng)單向布，AB組份粘膠，高強(qiáng)度填料，安裝工具包ISO24817壓力范圍≥25MPa溫度范圍-30℃-150℃抗拉伸強(qiáng)度≥2200MpaCB50367-2006彈性模量≥100GPaCB50367-2006層間剪切強(qiáng)度≥40MPaCB50367-2006彎曲強(qiáng))變≥600MPaCB50367-2006伸長(zhǎng)率≥3.2%CB50367-2006電阻率≥1×109Ω/cm2GB/T15738填料抗拉強(qiáng)度>55MPaGB/T2569固化時(shí)間5-8h(23℃)4.3玻璃纖維復(fù)合維修補(bǔ)強(qiáng)材料的厚度和層數(shù)計(jì)算根據(jù)待補(bǔ)強(qiáng)管道的實(shí)際情況，采取“壁厚強(qiáng)度等效”的方法對(duì)普通腐蝕缺陷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)設(shè)計(jì)，也就是根據(jù)強(qiáng)度等效的原理，將1毫米厚的鋼管的壁厚轉(zhuǎn)換為相當(dāng)于玻璃鋼的厚度。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要，對(duì)FRP的加固層和加厚進(jìn)行了計(jì)算：δ=其中：δ表示：玻璃纖維復(fù)合材料的整體厚度為1毫米厚的鋼管。σs表示：損壞管子的屈折強(qiáng)度。（參考不同材料的最小屈服極限值）σt表示：所選擇的加固材料的抗張能力。（按照加固材料的技術(shù)要求，最大值為2200MPa）在確定加固體的整體厚度后，再進(jìn)行FRP加固所需的層數(shù)。若要提高其等值壁厚度，應(yīng)將其等值壁厚度提高至原來的8s，以滿足其殘余壁厚度，所需的等值壁厚度為（8s-8y)毫米，那么，所述的玻璃纖維增強(qiáng)層N是：N=注明：玻璃纖維布的單層厚度為0.4毫米，N值向上取整。4.4設(shè)計(jì)修復(fù)工藝流程4.4.1制定修復(fù)方案首先要對(duì)被修理的管線進(jìn)行采集，并將其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的記載，例如管子材料、管子的設(shè)計(jì)厚度、管子直徑、破損部位的殘余壁厚等。在施工完畢后，按管線不同的工藝條件，采用加固層的厚度。對(duì)補(bǔ)強(qiáng)管道所需纏繞玻璃纖維的補(bǔ)強(qiáng)材料層數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。再?zèng)Q定計(jì)劃，尤其是要注意復(fù)合材料在缺陷處所占管道殘余壁厚總和的承壓能力，至少要與原壁厚管道相當(dāng)。4.4.2明確修復(fù)作業(yè)流程通過玻璃纖維材料補(bǔ)強(qiáng)的修復(fù)作業(yè)流程圖圖3-1通過玻璃纖維材料補(bǔ)強(qiáng)的修復(fù)作業(yè)流程圖4.4.3采取的修復(fù)施工方法（1）缺陷評(píng)價(jià)依據(jù)基坑校核的需求，通過內(nèi)部校核機(jī)構(gòu)所提交的資料，進(jìn)行基坑校核評(píng)估。通過野外手工測(cè)量，對(duì)缺陷的深度、長(zhǎng)度、寬度、時(shí)鐘位置、內(nèi)外腐蝕等關(guān)鍵缺陷的特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和拍照，為后續(xù)的檢驗(yàn)評(píng)估工作奠定了科學(xué)依據(jù)。（2）缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)加固修補(bǔ)采用高強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)材料，其強(qiáng)度應(yīng)嚴(yán)格遵守以下技術(shù)條件：①將缺陷與材料的安裝部位進(jìn)行比較，保證在加固物的中部，并在裂縫的左、右側(cè)50mm處進(jìn)行加固，并在管線的正面標(biāo)明加固部位；②按比例將填充劑與填充劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，注：摻入固化劑后，?yīng)在工作期間有效地完成；③在缺陷部位、環(huán)焊縫和螺旋焊縫兩側(cè)填入已完成的填充劑，以保證焊縫周圍的表面光滑；④按照配方的需要將膠水均勻地?cái)嚢杈鶆?；⑤利用膠水將纖維板完全浸透，然后將一層玻纖織物按設(shè)計(jì)圖所需的環(huán)狀纏繞，然后再將其纏繞到所需的層數(shù)；⑥纏繞過程中應(yīng)保證纖維均勻排布，無氣泡、無空鼓現(xiàn)象；⑦纖維布纏繞完畢，等待固化期間應(yīng)采取措施使復(fù)合材料免受雨水、風(fēng)沙影響；⑧測(cè)試?yán)w維復(fù)合材料的固化硬度，邵氏硬度值>60的表示復(fù)合材料已基本固化；⑨在纖維補(bǔ)強(qiáng)材料兩段安裝智能檢測(cè)指示帶，起始結(jié)束部位各環(huán)向安裝1條。（3）防腐修復(fù)此次挖掘確認(rèn)項(xiàng)目，針對(duì)沙漠戈壁地區(qū)土壤的高強(qiáng)度，對(duì)存在的問題進(jìn)行了確認(rèn)，并對(duì)其進(jìn)行了加固處理。防腐蝕修補(bǔ)工作按下列技術(shù)條件進(jìn)行：①可以采用粘彈型防腐蝕膠條，從10分鐘或2:00的時(shí)候開始，將防腐蝕部分的兩端全部包裹起來，然后將PE涂層與鋼管連接在一起；②在卷曲時(shí)，對(duì)卷曲部分和卷邊部分進(jìn)行擠壓，不需要維持很大的拉力，抗腐蝕粘合帶的最短連接距離為5厘米；③在完成腐蝕后，采用15KV的電氣火花進(jìn)行檢測(cè)，沒有泄漏的情況下，才能通過檢測(cè)。④對(duì)粘彈型防腐蝕膠條進(jìn)行纏繞包裹，經(jīng)檢驗(yàn)通過后將PE外護(hù)條包裹起來；首先在現(xiàn)場(chǎng)將一圈的聚乙烯外皮包裹起來，在纏繞外邊時(shí)，要有一個(gè)拉力，并預(yù)留3毫米左右的粘彈體條，確保不會(huì)卷起。從一頭向內(nèi)繞一圈，并維持一段拉力，將兩條交待的卷曲長(zhǎng)度為50%-55%，直到另一頭纏繞好為止。圖3-2防腐修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)圖3-3防腐修復(fù)完畢4.5修復(fù)作業(yè)過程4.5.1現(xiàn)場(chǎng)開挖在缺陷沿軸線方向上，每一側(cè)多挖800毫米以上，在管線的兩邊各挖650毫米以上，并按照SY/T5918標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。4.5.2管體表面預(yù)處理首先將老的防腐涂層除去，其厚度應(yīng)大于加固后的玻璃鋼厚度50mm。其次，清洗后的防腐涂層要一周一圈，對(duì)需加強(qiáng)的部分用電拋光刀具進(jìn)行拋光，直至達(dá)到ST3等級(jí)才算通過。研磨完畢后，應(yīng)馬上用乙醇將研磨區(qū)域徹底清潔，以除去油污、灰塵等。清潔完畢后，請(qǐng)用清潔的毛巾擦拭。此外還要對(duì)機(jī)械損壞部位進(jìn)行光滑加工。4.5.3填料的配置及涂覆按不同的缺陷尺寸和種類，適當(dāng)?shù)嘏湟愿邚?qiáng)度的填充劑。調(diào)配工藝按照產(chǎn)品說明書所列的配比進(jìn)行調(diào)配。對(duì)于有螺旋和直縫的情況，應(yīng)對(duì)焊接部位進(jìn)行光滑加工，以確保玻璃鋼增強(qiáng)劑與鋼管的粘接強(qiáng)度。4.5.4補(bǔ)強(qiáng)在高強(qiáng)度填料充填結(jié)束之后，管道表面均勻涂有按照配比均勻攪拌好的雙組份AB粘膠，AB粘膠配置應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品描述稱量配合拌勻。當(dāng)粘貼好膠層以后，用膠帶把整個(gè)管道纏牢固定住。粘膠涂刷達(dá)標(biāo)，從管道的2點(diǎn)或10點(diǎn)處首先纏上玻璃纖維布（還能起到絕緣的作用）。接著涂AB粘膠，順同纏繞方向從2點(diǎn)或10點(diǎn)處纏繞碳纖維布，纏繞時(shí)，要求有一定張力，確保碳纖維布被整平，并和下層粘膠和玻璃纖維布密纏在一起，纏繞時(shí)要確保纖維的均勻分布和不產(chǎn)生氣泡、沒有空鼓現(xiàn)象時(shí)，在纏繞每層之前用粘膠涂刷。4.5.5保溫固化由于AB型膠粘劑的工藝特性，其固化時(shí)間也會(huì)因外部環(huán)境溫度的不同而不同，在25℃時(shí)，固化效果最佳。通常在25℃下，固化時(shí)間大約為4小時(shí)。此外，在等待固化過程中，還應(yīng)該采取一些防止雨水和風(fēng)沙的措施。如遇冬天施工，在完成后必須采取保溫措施，保證固化效果。保溫方式可以選擇毛氈、保溫被等，如果天氣比較冷，可以選擇纏繞的電熱裝置，外加毛氈，供其保溫。硬化結(jié)束后，對(duì)纖維復(fù)合材料進(jìn)行硬化處理，邵氏硬度大于60，說明其固化程度較低。滿足了條件，可以進(jìn)行下一步的施工。4.5.5防腐缺陷部位驗(yàn)證完畢后，根據(jù)沙漠戈壁地帶土地應(yīng)力較大的情況，采用“粘彈體防腐膠帶+聚乙烯粘膠帶外護(hù)”進(jìn)行了防腐修復(fù)。防腐修復(fù)工作遵循以下技術(shù)要求：（1）使用粘彈體防腐膠帶對(duì)補(bǔ)強(qiáng)部位進(jìn)行纏繞防腐，自10點(diǎn)鐘或2點(diǎn)鐘位置開始向下纏繞粘彈體防腐膠帶，兩端須完全覆蓋補(bǔ)強(qiáng)材料，搭接管體PE層10cm；（2）纏繞過程中，壓緊搭接部位和邊緣部位，無須保持較大張力，防腐膠帶接頭部位最小搭接長(zhǎng)度為5cm；（3）防腐完畢，使用15KV電火花檢漏，以無漏點(diǎn)為合格。（4）粘彈體防腐膠帶纏繞質(zhì)量檢查合格后纏繞聚乙烯外保護(hù)帶；首先原位纏繞一周聚乙烯外護(hù)帶，纏繞外帶時(shí)保持一定張力，留出約3mm寬的粘彈體膠帶不纏繞外帶。然后自一端開始螺旋纏繞外保護(hù)帶，保持一定張力，膠帶之間搭接50%-55%，直至另一端，在結(jié)束部位原位纏繞一周外保護(hù)帶，留出3mm寬的粘彈體膠帶不纏繞外保護(hù)帶。第5章結(jié)論文章在對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)進(jìn)行了說明，對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道維修補(bǔ)強(qiáng)的一些技術(shù)進(jìn)行了分析，包括纖維復(fù)合材料種類的維修補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)等、焊接修復(fù)方法等、夾具的種類維修補(bǔ)強(qiáng)的方法這三類，并以此為基礎(chǔ)，以中石長(zhǎng)川西某長(zhǎng)輸管線受損破壞為案例，對(duì)玻璃纖維復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用途徑進(jìn)行分析。研究法下，該技術(shù)的使用，可以很好地提升油田的經(jīng)濟(jì)效益，可以很好地解決維